地下室設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策措施

1、    地下室設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策措施    丁洪輝【摘要】將高層建筑的設(shè)備用房、地下消防水池和汽車停車位等設(shè)在地下室，既能充分發(fā)揮地下室作用，又能滿足基礎(chǔ)埋深的要求。本文探討了地下室設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的對(duì)策措施?！娟P(guān)鍵詞】地下室；設(shè)計(jì)；問(wèn)題：對(duì)策措施tu9 a 1672-5158（2013）04-0253-01高層建筑是社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展和人類物質(zhì)生活需要的產(chǎn)物，是現(xiàn)代社會(huì)工業(yè)化、商業(yè)化和城市化的必然結(jié)果。科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展則為高層建筑的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程錯(cuò)綜復(fù)雜我們應(yīng)以遵循安全、適用和合理的原則，及合理的

2、設(shè)計(jì)為前提，進(jìn)行全面考慮，把問(wèn)題減小至最低或消除，以使建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作發(fā)揮其最大的經(jīng)濟(jì)作用和社會(huì)效益、戰(zhàn)備效益，最后達(dá)成設(shè)計(jì)要求。一、地下室結(jié)構(gòu)抗震要求當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí)，地下一層的抗震等級(jí)應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同，地下一層以下的抗震等級(jí)可根據(jù)具體情況采用三級(jí)或更低等級(jí)。地下室中無(wú)上部結(jié)構(gòu)部分，可根據(jù)具體情況采用三級(jí)或更低等級(jí)。地下室頂板室內(nèi)外板面標(biāo)高變化處，當(dāng)標(biāo)高變化超過(guò)梁高范圍時(shí)則形成錯(cuò)層，未采取措施不應(yīng)作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位，規(guī)范明確規(guī)定作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓層的頂樓蓋應(yīng)采用梁計(jì)算應(yīng)往下算至滿足嵌固端要求的地下室樓層或底板。某地下車庫(kù)頂板作為震抗等級(jí)為二級(jí)上部結(jié)構(gòu)

3、的嵌固部位，地下室等級(jí)也應(yīng)為二級(jí)，通常不注意會(huì)將地下室等級(jí)取為三級(jí)違反gb50011-2010第6.1.3條規(guī)定。二、地下室結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)地下室工程涉及的專業(yè)極為復(fù)雜，在高層建筑的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需綜合考慮防火、使用功能、人防要求、設(shè)備用房及管道、坑道、排水、通風(fēng)、采光等各專業(yè)的配合。例如地下室的長(zhǎng)度超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定的長(zhǎng)度時(shí)，需要與結(jié)構(gòu)專業(yè)配合，確定是否設(shè)置變形縫，通常應(yīng)盡可能少設(shè)或不設(shè)變形縫，因?yàn)樵O(shè)置變形縫會(huì)使得變形縫處的防水處理變得復(fù)雜。設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)設(shè)置后澆帶和合理使用混凝外加劑或地上設(shè)縫、地下不設(shè)縫等方式，達(dá)到不設(shè)縫的目的。若地下室過(guò)長(zhǎng)，依靠設(shè)置后澆帶的方法難以解決，設(shè)計(jì)人員應(yīng)合理地調(diào)整

4、平面，將地下室分割成幾個(gè)小地下室，中間用較窄的通道相連，以滿足使用及管道相連的要求，而將變形縫設(shè)置在通道處，這樣可以使接縫較少且處于受力較小處，便于補(bǔ)救。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理地設(shè)置采光通風(fēng)井，若高層建筑采光通風(fēng)井位置設(shè)計(jì)不當(dāng)，例如在側(cè)壁外作附加通長(zhǎng)采光井，而采光井外壁又不能與地下室頂板整體連接，會(huì)造成地下室保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定功能的喪失，不能有效地將上部的地震及風(fēng)力作用傳至側(cè)壁及地面，不能滿足高層建筑的埋深要求。三、地下室外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)地下室的外墻是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，應(yīng)按水、土壓力驗(yàn)算外墻抗裂。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下要求：第一、荷載。地下室外墻所承受的荷載分為水平荷載和豎向荷載。豎向荷載包括上部及地下室結(jié)構(gòu)的樓

5、蓋傳重和自重，水平荷載包括室外地面活載、側(cè)向土壓力、地下水側(cè)向壓力和人防等效靜荷載。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，豎向荷載及風(fēng)荷載或地震作用產(chǎn)生的內(nèi)力一般不起控制作用，墻體配筋主要由垂直墻面的水平荷載產(chǎn)生的彎矩確定，而且通常不考慮與豎向荷載組合的壓彎作用，僅按墻板彎曲計(jì)算彎曲的配筋。第二、地下室外墻截面設(shè)計(jì)時(shí)，土壓力引起的效應(yīng)為永久荷載效應(yīng)。地下室外墻承受的土壓力宜取靜止土壓力，靜止土壓力宜由試驗(yàn)確定。當(dāng)不具備試驗(yàn)條件時(shí)，砂土可取0.340.45，黏性土可取0.50.7。水位穩(wěn)定的水壓力按永久荷載考慮，分項(xiàng)系數(shù)可取1.2；水位急劇變化的水壓力按可變荷載考慮，分項(xiàng)系數(shù)宜取13。有人防要求的地下室外墻的永久荷

6、載分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)取1.2，有利時(shí)取1.0；抗爆等效靜荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.0。第三、地下室外墻的配筋計(jì)算。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，配筋的計(jì)算，對(duì)于帶扶壁柱的外墻，不是根據(jù)扶壁柱的尺寸大小進(jìn)行計(jì)算，而是均按雙向板計(jì)算配筋；扶壁柱則按地下室結(jié)構(gòu)的整體電算分析結(jié)果進(jìn)行配筋，不按外墻雙向板傳遞荷載驗(yàn)算扶壁柱配筋。根據(jù)外墻與扶壁柱變形協(xié)調(diào)的原理，這種設(shè)計(jì)將使得外墻豎向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墻的水平分布筋則有富余量。第四、地下室底板標(biāo)高的設(shè)計(jì)。地下室底板標(biāo)高變化處僅設(shè)1根梁，梁寬甚至小于底板的厚度，梁內(nèi)僅靠?jī)蓚?cè)箍筋傳遞板的支座彎矩難以滿足要求。地面層開(kāi)洞位置（如樓梯問(wèn)）外墻頂部無(wú)樓板支撐，計(jì)算

7、模型和配筋構(gòu)造均應(yīng)與實(shí)際相符。四、地下室防水設(shè)計(jì)地下室防水設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分重要的工作，甚至是決定地下室設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵。在防水設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程的性質(zhì)、使用要求和重要性等合理確定防水等級(jí)，根據(jù)防水等級(jí)確定防水層數(shù)。無(wú)論防水等級(jí)為幾級(jí)，地下室混凝土都應(yīng)采用結(jié)構(gòu)自防水混凝土，防水混凝土的抗?jié)B等級(jí)應(yīng)根據(jù)水頭高度與混凝土壁的厚度比確定，不得人為地自行降低。根據(jù)防水等級(jí)的要求，建筑的地下室僅設(shè)l道防水混凝土是不能滿足要求的，一般應(yīng)做卷材防水。在選用防水卷材時(shí)，應(yīng)考慮到地下室環(huán)境惡劣、無(wú)法更換的特點(diǎn)，盡量選用耐久性好的卷材。防水卷材在地下室底側(cè)應(yīng)能閉合，尤其應(yīng)重視節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)如樁頭、承臺(tái)和積水坑等處，若構(gòu)造設(shè)計(jì)不

8、當(dāng)勢(shì)必會(huì)形成漏底之舟，失去卷材防水的意義。另外，為了防止少量滲水，便于地下室車道處積水的排放，地下室應(yīng)設(shè)排水明溝和積水坑。五、地下室抗浮、抗?jié)B及控制措施地下水位及其變幅是地下室抗浮設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。實(shí)際在地下室抗浮設(shè)計(jì)時(shí)僅考慮正常使用的極限狀態(tài)，而對(duì)施工過(guò)程和洪水期重視不足，因而會(huì)造成地下室施工過(guò)程中因抗浮不夠而出現(xiàn)局部破壞。另外，在同一整體大面積地下室的上部常建有多棟高層和低層建筑，由于地下室的面積較大、形狀又不規(guī)則，且地下室上方的局部沒(méi)有建筑，此類抗浮問(wèn)題相對(duì)比皎難以處理，須作細(xì)致分析后再進(jìn)行處理。地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除應(yīng)滿足受力要求外，抗?jié)B也是其中一個(gè)重點(diǎn)。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)通常帶裂縫工作，要達(dá)到抗?jié)B目的，般可采取以下措施：1、補(bǔ)償收縮混凝土。在混凝土中摻入微膨脹劑，以混凝土的膨脹值抵消混凝土的最終收縮值。當(dāng)其差值大于或等于混凝土的極限拉伸時(shí)，即可控制裂縫。2、膨脹帶。疆凝土中膨脹劑的膨脹變形不會(huì)完全補(bǔ)償混凝土的早期收縮變形，而設(shè)置補(bǔ)償收縮混凝土帶可以實(shí)現(xiàn)混凝士連續(xù)澆注無(wú)縫施工。3、后澆帶。后澆帶作為混凝土早期短時(shí)期釋放約束力的一種技術(shù)措施，較長(zhǎng)久性變形縫已有很大的改進(jìn)并廣泛應(yīng)用。4、提高鋼筋混凝土的抗拉能力?；炷翍?yīng)考慮增加抗變形鋼筋，如側(cè)壁增加水平溫度筋，在混